戴劲，游枭雄，叶梓杰，何宁

摘要 利用高空、地面常规观测资料，NCEP格点再分析资料和多普勒雷达资料，分析湘潭早春的一次强降水过程形成原因。结果表明：（1）暴雨发生时，中低空的急流发展旺盛，850 hPa、700 hPa切变线位置重合（2）地面有低压倒槽发展，地面辐合线是主要的触发系统。（3）高层辐散对应低层辐合，有利于上升运动。（4）东西向的强对流回波排列成行，以“列车效应”形式造成湘潭北部强降雨。

关键词 强降雨;西南急流;列车效应

中图分类号：P458.121.1 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2022）03–0039–03

暴雨是湘潭市主要的气象灾害之一，主要发生在汛期（4—9月），可形成洪涝灾害，威胁生命财产，2021年3月15—16日受高空槽，中低层切变线、地面辐合线影响，湘潭市出现了一次强降雨天气过程，其中湘潭市北部出现了大暴雨。近年来，许多专家研究了暴雨[1-2]。童哲堂[3]分析广东2次大暴雨诊断得出，暴雨落区与水汽通量散度、螺旋度、垂直速度大值区有较好的对应关系;周慧等[4]分析 2016年湖南一次极端持续性暴雨成因得出，强降雨不仅与高低空影响系统有关，还与中尺度系统和地形有关。

1 降水实况

2021年3月15—16日湘潭市中北部出现大到暴雨、局地大暴雨天气，并伴有雷电。据區域自动气象观测站监测，3月15日20：00—16日20：00共出现23站大雨、47站暴雨、3站大暴雨（图1），最大降水量为133.1 mm（雨湖区白冲村）;强降水时段为15日夜间至16日凌晨。此次强降水导致多处受灾，湘乡市龙洞镇发生3处山体滑坡，油菜地、秧苗地被淹，直接经济损失22万元;韶山村韶山乡出现山体滑坡、房屋倒塌现象，造成一定的经济损失。

2 强降水成因分析

2.1 天气形势分析

15日08：00综合图2a上，500 hPa上

从贵州至广西一带有高空槽发展东移，湖南地区处于槽前强西南气流中。700 hPa西南急流发展旺盛，急流轴位于华南北部至华东一线，湘中以北存在切变线。而850 hPa上，西南急流更加强盛，怀化的风速达到20 m/s，长沙的风速为18 m/s，湘西北有风速辐合，地面暖低压发展，15日白天，全省均为阵型降水，局地强降水主要发生在急流左侧、暖切南侧地区，益阳桃江县在两小时以内达到暴雨量级。在15日20：00综合图2b上，500 hPa有小槽过境，700 hPa上长沙以南仍为西南急流控制，湘中以北有风速辐合，在重庆地区出现一低涡，850 hPa切变线有所东移南压，在湘中以北地区，湘潭20：00左右出现地面辐合线，15日晚上湖南地面有暖低压发展，湘中以北受强烈发展的地面倒槽控制，15日白天湘潭最高气温均达28℃以上，且湿度增大;在高温高湿条件下，降水进一步在辐合线附近生成。

2.2 物理量场分析

2.2.1 水汽条件 水汽通量散度的变化能很好地反映水汽的聚集情况，湘潭强降水发生前3月15日20：00（图3a）925 hPa水汽辐合中心位于贵州南部，中心附近东北部的益阳、长沙有强降水发生，其水汽通量散度在-0.6×10-7 hPa-1·cm-2·s-1 ～-0.9×10-7 hPa-1·cm-2·s-1之间。随着冷空气南下，16日02：00（图3b）水汽辐合大值区北抬且强度增强，四川和江西东北部出现两处水汽辐合中心，湘中和以北地区位于在两个中心之间，其水汽通量散度保持在-0.6 ×10-7 hPa-1·cm-2·s-1 ～-0.9×10-7 hPa-1·cm-2·s-1的强度，但范围有所扩大，且湘东北水汽通量散度强度增强至-0.9×10-7 hPa-1·cm-2·s-1以上，强降水区南移至湘潭北部。本次暴雨区出现在水汽辐合中心区域附近强度相对较小的水汽辐合区，因此在初春季节预报中不能忽视。

2.2.2 动力条件 分析这次强降水过程的动力条件进行发现（图4），925 hPa散度场辐合区与水汽辐合区对应较好，15日20：00强辐合区主要位于低层850 hPa附近102°E～107°E（图4a），湘潭附近低层为辐合区，但850 hPa以上基本为辐散区，整层维持上升运动;至16日02：00强辐合区位于900 hPa附近116°E～120°E（图4b），湘潭低层辐合维持，上升速度减慢。

2.2.3 热力条件 根据此次过程主要强降水落区上空假相当位温（）和相对湿度的径度垂直分布情况（图5），15日20：00（图5a）湘潭上空湿层较为深厚，850～600 hPa有湿度高值中心，1000-600达到16 K，850 hPa以下有水汽的辐合，此时有弱降水开始发生。至16日02：00（图5b），中底层湿度进一步饱和，600 hPa以下的垂直递减率明显下降，1000-600仅为4 K左右，相对湿度>80%区域维持在700 hPa以下，其中850～950 hPa达到100%，此时为强降水发生时段。

2.3 雷达回波特征分析

分析组合反射率因子可知（图6），15日下午（图6a），在长沙区域内有若干个对流回波排列成线，移动缓慢，湘潭地区为分散性的积状云回波，出现阵性降水天气，长沙境内的回波自西向东移动的过程中，逐渐合并，不断加强发展，到15日21：00（图6b）， 发展成为一条长300 km，宽为100 km的东西向强回波带，此条回波带稳定少动，长时间影响长沙地区，造成长沙地区15日下午出现强降水。16日凌晨，整条强回波带开始南压，影响湘潭市北部，强回波中心>45 dBZ，排列成行，在湘潭市北部不断生成—发展—加强，强回波带在同一区域维持了近6 h，16日00：00～04：00为影响的最强时段，韶山市黄田村降水量为72.9 mm，林家湾降水量为67.3 mm，如意乡降水量为53.1 mm。由于地面辐合线和850 hPa接近东—西横向的切变线一直稳定维持在湘潭区域内，使降雨回波移动方向与回波带的走向基本一致，形成“列车效应”，是湘潭北部产生大暴雨的直接原因[5]。

3 各家模式对比分析

3.1 模式高度场对比

根据上述分析，由于各时段均出现了降水落区和强度不同程度的偏差，因此分别分析了15日20：00、16日08：00的高度场。

如图7所示，实况15—16日湘潭市受多波动环流影响，均处于槽前，而EC模式预报15日20：00环流较为平直，未报出明显的槽变化，16日08：00槽速度较实况慢，深度较实况浅。总体来说，此次高度场预报未体现出高空槽对湘潭市的影响。

3.2 模式风场对比

如图8所示，实况上3月15日西南气流在湘西南有风速辐合，急流核位于湘南至两广一带，切变位于湘中以北，呈东北—西南向，16日切变维持，位置略有南压，湘南的西南急流逐渐减弱，EC模式15日850 hPa风场24 h预报与实况较为一致，能较好地反映出实况场中急流的位置和强度，前48 h预报较实况更为接近，但两个时次总体西南风速预报的比实况弱，16日切变位置预报较实况明显偏南，湘中一带风向预报偏差较大。

4 结论

（1）暴雨发生时，湘潭市处于高空槽前西南暖湿气流中，有充分的水汽和较强的上升运动，地面有暖低压发展，积聚了大量的不稳定能量，地面辐合线是主要的触发系统。

（2）从物理量场分析得出：初春季节，在强的水汽辐合中心边缘或较弱的水汽辐合区也能产生强降水;中低层的水汽辐合区和散度场辐合区有较好的对应，加上不稳定能量的维持，最终造成强降雨的发生。

（3）由于地面辐合线和850 hPa接近东—西横向的切变线一直稳定维持在湘潭区域内，以积状云为主的东西向强对流回波帶移动缓慢，形成“列车效应”，是湘潭北部产生大暴雨的直接原因。

参考文献

[1] 陶诗言.中国之暴雨[M].北京：科学出版社，1980.

[2] 朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M]北京：气象出版社，2007.

[3] 童哲堂，胡昌琼，汪高明，等.2008年盛夏湖北一次连续性暴雨天气过程分析[J].暴雨灾害，2010，29（2）：186-192.

[4] 周慧，蔡荣辉，尹冬德，等.2016年7月湖南一次极端持续性暴雨成因分析[J].干旱气象，2018，36（1）：56-63.

[5] 许美玲，尹丽云，金少华，等.云南突发性特大暴雨过程成因分析[J].高原气象，2013，32（4）：1062-1073.

责任编辑：黄艳飞

Analysis of the Causes of a Heavy Rainfall in Xiangtan Early Spring in 2021

DAI Jin et al（Xiangtan Meteorological Bureau， Xiangtan， Hunan 411100）

Abstract Using high-altitude and ground routine observation data， NCEP grid reanalysis data and Doppler radar data， the reasons for the formation of a heavy rainfall in Xiangtan in early spring were analyzed. The results show that： （1） When a heavy rain occurs， the mid-to-low-altitude jet stream developed vigorously， and the positions of the 850 hPa and 700 hPa shear lines coincide. （2） There was low-pressure inverted trough development on the ground， and the ground convergence line was the main trigger system. （3） High-level divergence corresponds to low-level convergenced， which was conducive to upward movement. （4） The strong convective echoes in the east-west direction were arranged in rows， causing heavy rainfall in the northern part of Xiangtan in the form of “train effect”.

Key words Heavy rainfall; Southwest jet; Train effect